摘要：從電動(dòng)汽車中退役的鋰離子電池仍然具有較高的容量，可以應(yīng)用于對電池性能要求較低的場合，實(shí)現(xiàn)梯次利用。梯次利用鋰離子電池可以應(yīng)用于家庭和商業(yè)儲(chǔ)能、移動(dòng)電源、電網(wǎng)儲(chǔ)能、通信基站、低速電動(dòng)汽車等領(lǐng)域。

研究背景

近年來，在生態(tài)文明建設(shè)的倡導(dǎo)下，我國新能源汽車行業(yè)快速發(fā)展。2017年，我國純電動(dòng)汽車和插電混合動(dòng)力乘用車保有量達(dá)到122.78萬輛，占全球電動(dòng)乘用車保有量的40%。電動(dòng)汽車中鋰離子電池的容量降至初始容量的70%～80%時(shí)就不再適合在電動(dòng)汽車中繼續(xù)使用，要從車上退役。從電動(dòng)汽車中退役的鋰離子電池仍然具有較高的容量，可以應(yīng)用于對電池性能要求較低的場合，實(shí)現(xiàn)梯次利用。梯次利用鋰離子電池可以應(yīng)用于家庭和商業(yè)儲(chǔ)能、移動(dòng)電源、電網(wǎng)儲(chǔ)能、通信基站、低速電動(dòng)汽車等領(lǐng)域。

預(yù)計(jì)到2025年，我國動(dòng)力鋰電池梯次利用市場規(guī)模將達(dá)到282億元。2018年我國七部門出臺(tái)的《新能源汽車動(dòng)力蓄電池回收利用管理暫行辦法》中鼓勵(lì)電池生產(chǎn)公司與綜合利用公司合作，按照先梯次利用后再生利用的原則對廢舊蓄電池進(jìn)行綜合利用。由于退役鋰離子電池組中的單體電池之間存在不一致性，因此退役電池健康狀態(tài)（SOH）評估成為了梯次利用的關(guān)鍵問題。

重點(diǎn)內(nèi)容導(dǎo)讀

由于電池組中電池單體之間存在性能差異，退役鋰離子電池在投入梯次利用前要借助健康狀態(tài)（SOH）評估技術(shù)進(jìn)行電池單體的分類與配組。健康狀態(tài)評估系統(tǒng)的構(gòu)建涉及電池建模、電池測試、數(shù)據(jù)處理、算法開發(fā)等各種技術(shù)問題。目前通過基于模型的參數(shù)識(shí)別與直接提取健康因子是構(gòu)建SOH評估體系的兩種重要思路。在電池模型的簡化、測試工況的設(shè)計(jì)、健康因子的選擇和算法的應(yīng)用與優(yōu)化等方面已經(jīng)有了很多研究。

如何在縮短電池測試時(shí)間的同時(shí)提高評估系統(tǒng)的泛化能力是目前該研究領(lǐng)域的重要問題，這些問題的解決關(guān)于SOH評估系統(tǒng)真正在梯次利用鋰離子電池的產(chǎn)業(yè)化中發(fā)揮用途至關(guān)重要。在未來的研究中通過優(yōu)化測試工況和數(shù)據(jù)融合等技術(shù)，有望開發(fā)出性能更好的SOH評估系統(tǒng)。

結(jié)論

能否以較低的成本實(shí)現(xiàn)退役鋰離子電池的SOH評估從而進(jìn)行分類配組是梯次利用鋰離子電池真正實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的關(guān)鍵。

目前的SOH評估技術(shù)存在的重要問題是電池測試時(shí)間較長以及評估系統(tǒng)的泛化能力不強(qiáng)。

未來的重要研究方向重要有以下幾點(diǎn)：從電化學(xué)機(jī)理分析出發(fā)，構(gòu)建模擬精確且便于應(yīng)用的電池模型；設(shè)計(jì)耗時(shí)更短的測試工況并且盡可能反映電池內(nèi)部的老化特點(diǎn)；開發(fā)精度更高適應(yīng)性更強(qiáng)的算法進(jìn)行參數(shù)識(shí)別、健康因子提取以及預(yù)測模型構(gòu)建；通過數(shù)據(jù)融合等技術(shù)提高模型的泛化能力。

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